一种龙门式智能上下料的机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及龙门式机械手技术领域，具体涉及一种龙门式智能上下料的机械手，其结构包括龙门框架，龙门框架包括立柱和与立柱固接的横梁，还包括垂直设置于龙门框架的第一滑轨，立柱设置于第一滑轨上，能够沿第一滑轨滑动；横梁设有伸缩手臂和用于获取材料位置的图像采集装置，伸缩手臂和图像采集装置能够沿横梁滑动，伸缩手臂设置有用于拿取材料的拿取机构和用于检测材料与拿取机构之间距离的距离检测传感器，通过龙门框架设置第一滑轨，解决了以往龙门框架不可滑动的问题，再通过设置图像采集装置和距离检测传感器，解决以往需预先对待拿取材料或工作台进行定位或对刀的问题。
【专利说明】
一种龙门式智能上下料的机械手
技术领域
[0001]本实用新型涉及龙门式机械手技术领域，具体涉及一种龙门式智能上下料的机械手。
【背景技术】
[0002]随着经济的迅速发展，生产的自动化程度也在不断提升，机械手被用于各种工业生产中来替代工人操作。目前的龙门数控加工中心，龙门式机械手模仿人体上肢的部分功能，对其进行自动控制设定，使其按照预定要求进行上料和下料的工作，从而增加产能，降低人力成本。
[0003]目前市场上龙门式机械手的传动方式可分为电机驱动、液压驱动和气压驱动，其中液压传动精度最高且成本也高，电机驱动成本低且精度差。目前，绝大多数的龙门式机械手的结构包括3轴传动组件、拿取机构和龙门架，其中龙门框架通常是不可滑动的，然而机械手只能在对应的龙门框架中进行上下料，无法在多台设备之间进行上下料工作，若多台设备都需要设置上下料机械手，则需设置多台上下料机械手，无疑增加了成本而且占据较大的位置，除此之外，在上下料的过程中，绝大多数机械手都需要对待拿取材料和工作台进行定位或对刀，再设置相关参数才能够实现智能的上下料，若将工作台或材料稍作移动，则需要重新设定参数，对上下料这个过程造成麻烦，降低工作效率。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的之一在于针对现有技术中的不足，而提供一种工作效率较高、能够在多台设备之间上下料的龙门式智能上下料的机械手。
[0005]本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
[0006]提供一种龙门式智能上下料的机械手，包括龙门框架，所述龙门框架包括立柱和与所述立柱固接的横梁，还包括垂直设置于所述龙门框架的第一滑轨，所述立柱设置于所述第一滑轨上，能够沿所述第一滑轨滑动;所述横梁设有伸缩手臂和用于获取材料位置的图像采集装置，所述伸缩手臂和所述图像采集装置能够沿所述横梁滑动，所述伸缩手臂设置有用于拿取材料的拿取机构和用于检测材料与所述拿取机构之间距离的距离检测传感器。
[0007]其中，还包括固接于所述立柱底端的第一滑板和用于驱动所述第一滑板在所述第一滑轨上滑动的Y轴传动机构。
[0008]其中，￥轴传动机构包括电机、丝杠和丝杠螺母，所述电机驱动所述丝杠，所述丝杠套设有所述丝杠螺母，所述丝杠螺母与所述第一滑板固接。
[0009]其中，还包括第二滑板、固定安装于所述横梁的第二滑轨和驱动所述第二滑板在所述第二滑轨上滑动的X轴传动机构，所述图像采集装置设于所述第二滑板上。
[0010]其中，所述X轴传动机构还包括具有第一气缸顶杆的第一气缸和与所述第一气缸顶杆固接的第一浮动接头，所述第一气缸固定安装于所述第二滑轨，所述第一浮动接头固接于所述第二滑板。
[0011]其中，所述伸缩手臂包括第三滑板、第四滑板、沿所述横梁滑动的第三滑轨、驱动所述第三滑板沿所述第三滑轨滑动的第一 Z轴传动机构和驱动所述第四滑板沿所述第三滑板滑动的第二 Z轴传动机构，所述距离检测传感器和所述拿取机构均设于所述第四滑板的底端。
[0012]其中，所述第一Z轴传动机构包括具有第二气缸顶杆的第二气缸和与所述第二气缸顶杆固接的第二浮动接头，所述第二气缸固定安装于所述第三滑轨，所述第二浮动接头固接于所述第三滑板;所述第二 Z轴传动机构包括具有第三气缸顶杆的第三气缸和与所述第三气缸顶杆固接的第三浮动接头，所述第三气缸固定安装于所述第三滑板，所述第三浮动接头固接于所述第四滑板。
[0013]本实用新型的有益效果:
[0014]本实用新型的一种龙门式智能上下料的机械手中，包括垂直设置于所述龙门框架的第一滑轨，所述立柱设置于所述第一滑轨上，能够沿所述第一滑轨滑动;所述横梁设有伸缩手臂和用于获取材料位置的图像采集装置，所述伸缩手臂和所述图像采集装置能够沿所述横梁滑动，所述伸缩手臂设置有用于拿取材料的拿取机构和用于检测材料与所述拿取机构之间距离的距离检测传感器。通过在所述立柱底端设置第一滑轨使龙门框架能沿第一滑轨滑动，进而使该机械手能在多个设备之间移动送料，解决以往龙门框架不可滑动且需设置多个机械手的问题，再通过图像采集装置采集图像判断待拿取材料或工作台的位置，进而控制伸缩手臂至待拿取材料或工作台的上方，再通过距离检测器检测待拿取材料或工作台与拿取机构之间的距离，进而控制伸缩手臂去拿取材料或放置材料，解决以往需预先对待拿取材料或工作台进行定位或对刀的问题，精准的检测目标位置提高了工作效率，故本实用新型具有工作效率较高、能够在多台设备之间上下料的特点。
【附图说明】
[0015]利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0016]图1为本实用新型的一种龙门式智能上下料的机械手的第一个视角的结构示意图。
[0017]图2为图1中A处的放大示意图。
[0018]图3为本实用新型的一种龙门式智能上下料的机械手的第二个视角的结构示意图。
[0019]图1至图3中包括有:
[0020]1-龙门框架，11-横梁，12-立柱；
[0021 ] 2-Y轴传动机构，21-丝杠，22-丝杠螺母，23-电机，24-第一滑轨，25-第一滑板；
[0022]3-X轴传动机构，31-第一气缸，32-第一气缸顶杆，33-第一浮动接头，34-第二滑轨，35-第二滑板；
[0023]4-第一 Z轴传动机构，41-第二气缸，42-第二气缸顶杆，43-第二浮动接头，44-第三滑轨，45-第三滑板；
[0024]5-第二 Z轴传动机构，51-第三气缸，52-第三气缸顶杆，53-第三浮动接头，55-第四滑板；
[0025]6-拿取机构；
[0026]7-图像采集装置；
[0027]8-距离检测传感器。
【具体实施方式】
[0028]结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
[0029]如图1至图3所示，本实施例的一种龙门式智能上下料的机械手，其结构包括龙门框架I，龙门框架I包括立柱12和与立柱12固接的横梁11，第一滑轨24垂直设置于龙门框架I，立柱12底端设有能沿第一滑轨24滑动的第一滑板25，具体的，还设有驱动第一滑板25沿第一滑轨24滑动的Y轴传动机构2，Y轴传动机构2的结构具体为第一滑板25与丝杠螺母22固定连接，丝杠螺母22套设在丝杠21上，丝杠21的端部驱动安装有伺服电机23，若伺服电机23被驱动，伺服电机23驱动丝杠21转动，进而套设在丝杠21上的丝杠螺母22沿第一滑轨24移动(图1中Y轴方向)，因丝杠螺母22与第一滑板25固接，因此第一滑板25连同龙门框架I一并沿第一滑轨24滑动，进而实现本实施例的机械手沿Y轴方向移动，其中，Y轴传动机构2采用丝杠21机构，能够承载较重的物件，而且其传动精度比一般的机械传动较为精确，从而实现龙门框架I连同该机械手能够在多台设备之间移动。
[0030]本实施例中，请见图3，横梁11设有伸缩手臂，伸缩手臂能够沿横梁11滑动，具体的，横梁11上方固接有第二滑轨34和与第二滑轨34滑动连接的第二滑板35，伸缩手臂与第二滑板35固定连接，横梁11还设有驱动第二滑板35沿横梁11滑动的X轴传动机构3，具体的，X轴传动机构3包括第一气缸顶杆32、第一气缸31和第一浮动接头33，第一气缸31固定安装于第二滑轨34的后侧方，第一浮动接头33通过螺栓分别固接第二滑板35和第一气缸顶杆32。具体的，工作时，电磁阀(图中未画出)打开，第一气缸31充气推动第一气缸顶杆32沿X轴方向运动，进而第一气缸顶杆32带动第一浮动接头33和与第一浮动接头33固接的第二滑板35沿X轴方向滑动，使第二滑板35在第二滑轨34上滑动，进而实现伸缩手臂沿着X轴方向滑动，而且采用气缸的气动传动方式不仅滑动高效快速，且传动精度比机械传动要高。横梁11还设有用于获取材料位置的图像采集装置7，图像采集装置7能够沿横梁11滑动，具体的，在本实施例中图像采集装置7固定安装于上述的X轴传动机构3上，当然也可通过另外一个X轴传动机构3在横梁11上进行滑动。
[0031]本实施例中，请见图1和图2，伸缩手臂还包括作为伸缩手臂支撑的第三滑轨44，第三滑轨44与第二滑板35固定连接，伸缩手臂还包括第三滑板45、第四滑板55、驱动第三滑板45在第三滑轨44上滑动的第一 Z轴传动机构4以及驱动第四滑板55在第三滑板45上滑动的第二Z轴传动机构5，其中，第一Z轴机构包括第二气缸41、第二气缸顶杆42和第二浮动接头43，第二气缸顶杆42与第二浮动接头43固接，第二气缸41垂直(沿Z轴方向)固定安装于第一滑轨24的侧方，第二浮动接头43通过螺栓固定连接第三滑板45。第二 Z轴传动机构5包括第三气缸51、第三气缸顶杆52和第三浮动接头53，第三气缸顶杆52与第三浮动接头53固接，第三气缸51垂直(沿Z轴方向)固定安装于第三滑板45的侧方，第三浮动接头53通过螺栓固定连接第四滑板55。具体的，工作时，第二气缸41的气阀(图中未画出)和第三气缸51的气阀(图中未画出)同时打开，第二气缸41充气推动第二气缸顶杆42沿Z轴方向滑动，进而带动第二浮动接头43和与第二浮动接头43固接的第三滑板45沿Z轴方向滑动；上述第二气缸41充气过程中，同样的第三气缸51充气推动第三气缸顶杆52沿Z轴方向滑动，进而带动第三浮动接头53和与第三浮动接头53固接的第四滑板55沿Z轴方向滑动，上述同时充气的过程，使第三滑板45沿第三滑轨44滑动的同时，第四滑板55也沿第三滑板45滑动，以使第三滑板45与第四滑板55同时向Z轴方向滑动，进而形成伸缩手臂，在Z轴方向可滑动的距离比一般的机械手要长，而且上述充气过程可同时进行，进而使手臂能够以较快的速度伸出。另外，伸缩手臂还设置有用于拿取材料的拿取机构6和用于检测材料与拿取机构6之间距离的距离检测传感器8，具体的，拿取机构6和距离检测传感器8固定安装于上述第四滑板55的底端。
[0032]在上料的过程中，在横梁11上滑动的图像采集装置7采集待拿取材料的位置信息并且反馈至Y轴驱动机构和X轴传动机构3，然后Y轴驱动机构和X轴驱动机构驱动本实施例的机械手移动至待拿取材料的上方，再通过距离检测传感器8获取拿取机构6与待拿取材料之间的距离信息且反馈至伸缩手臂，然后伸缩手臂的第一Z轴传动机构4和第二Z轴传动机构5驱动拿取机构6去拿取材料，然后图像采集装置7再获取工作台的位置信息并反馈给X轴传动机构3和Y轴传动机构2，把伸缩手臂控制至工作台的上方，距离检测传感器8再获取拿取机构6与工作台之间的距离信息且反馈至伸缩手臂，最后第一 Z轴传动机构4和第二 Z轴传动机构5根据反馈的距离信息驱动拿取机构6把材料放置在工作台，从而实现上料动作，其中下料工作原理与上料相同，在此不再进行赘述。上述方式解决以往需预先对待拿取材料或工作台进行定位或对刀的问题，通过图像采集装置7与距离检测装置结合运用，从而精准的确定目标所在位置，从而进行上下料，该方式提高了工作效率，故本实施例的机械手具有工作效率较高的特点。
[0033]另外，在横梁11上还可以设置多个伸缩手臂，由此在横梁11下方设置多台设备，进而能够同时对多台设备进行上下料工作，更加高效快速地提高工作效率，使该机械手能够适用于不同的工作环境。
[0034]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种龙门式智能上下料的机械手，包括龙门框架，所述龙门框架包括立柱和与所述立柱固接的横梁，其特征在于:还包括垂直设置于所述龙门框架的第一滑轨，所述立柱设置于所述第一滑轨上，能够沿所述第一滑轨滑动;所述横梁设有伸缩手臂和用于获取材料位置的图像采集装置，所述伸缩手臂和所述图像采集装置能够沿所述横梁滑动，所述伸缩手臂设置有用于拿取材料的拿取机构和用于检测材料与所述拿取机构之间距离的距离检测传感器。2.根据权利要求1所述的一种龙门式智能上下料的机械手，其特征在于:还包括固接于所述立柱底端的第一滑板和用于驱动所述第一滑板在所述第一滑轨上滑动的Y轴传动机构。3.根据权利要求2所述的一种龙门式智能上下料的机械手，其特征在于:Y轴传动机构包括电机、丝杠和丝杠螺母，所述电机驱动所述丝杠，所述丝杠套设有所述丝杠螺母，所述丝杠螺母与所述第一滑板固接。4.根据权利要求1所述的一种龙门式智能上下料的机械手，其特征在于:还包括第二滑板、固定安装于所述横梁的第二滑轨和驱动所述第二滑板在所述第二滑轨上滑动的X轴传动机构，所述图像采集装置设于所述第二滑板上。5.根据权利要求4所述的一种龙门式智能上下料的机械手，其特征在于:所述X轴传动机构还包括具有第一气缸顶杆的第一气缸和与所述第一气缸顶杆固接的第一浮动接头，所述第一气缸固定安装于所述第二滑轨，所述第一浮动接头固接于所述第二滑板。6.根据权利要求1所述的一种龙门式智能上下料的机械手，其特征在于:所述伸缩手臂包括第三滑板、第四滑板、沿所述横梁滑动的第三滑轨、驱动所述第三滑板沿所述第三滑轨滑动的第一 Z轴传动机构和驱动所述第四滑板沿所述第三滑板滑动的第二 Z轴传动机构，所述距离检测传感器和所述拿取机构均设于所述第四滑板的底端。7.根据权利要求6所述的一种龙门式智能上下料的机械手，其特征在于:所述第一Z轴传动机构包括具有第二气缸顶杆的第二气缸和与所述第二气缸顶杆固接的第二浮动接头，所述第二气缸固定安装于所述第三滑轨，所述第二浮动接头固接于所述第三滑板;所述第二 Z轴传动机构包括具有第三气缸顶杆的第三气缸和与所述第三气缸顶杆固接的第三浮动接头，所述第三气缸固定安装于所述第三滑板，所述第三浮动接头固接于所述第四滑板。
【文档编号】B25J18/02GK205630619SQ201620392444
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】王荣华, 刘玲, 王景学, 武艳慧, 牛海霞
【申请人】内蒙古机电职业技术学院